徐明岗团队30多年研究成果的系统总结：农田土壤有机质提升理论与实践

土壤有机质是一个古老而神奇的话题！古老，是因为有了土壤有机质，才有了土壤肥力，才使土壤区别于母质和岩石；神奇，是因为土壤有机质很复杂，上百年乃至上千年中，人们一直在探索其结构与功能。土壤有机质是耕地质量的核心，决定着土壤的物理、化学和生物学性质，因而对于农业和人类文明而言，土壤有机质是实现粮食安全的基础与保障。我国大量研究表明，作物单产与土壤有机质含量密切相关。土壤有机质含量每提升0.1%，在北方旱区可提高粮食作物生产能力 0.3～0.5t/hm²，在南方稻区可提高 0.4～0.6t/hm²；全国土壤有机质含量每提升0.1%，粮食的稳产性可提高约5%。

▲ 长期不同施肥下我国典型农田耕层（0～20cm）土壤总有机碳含量（2008 年）。不同小写字母表示同一土壤不同施肥之间在5%水平下差异显著。所有土壤样品均采自2008 年，其中黑垆土、厚层黑土长期试验始于1980 年，潮土、中层黑土、灰漠土、红壤长期试验始于1990 年。黑垆土试验处理为NPS 和NPM，分别相当于图中NPKS 和NPKM 处理。CK 代表不施肥

我国农田土壤有机质含量低，仅为欧洲同类土壤的50%左右，且区域差异大，是制约粮食高产稳产和农业可持续发展的瓶颈之一。与欧美等休闲土壤培肥的方式显著不同，我国农田生态类型多样，利用强度大，集约化程度高，特别是20 世纪80 年代以来，化肥普遍施用而有机肥施用量下降。在这个背景下，阐明我国主要农田土壤有机质的变化特征与区域差异，揭示土壤有机质提升的区域主控因子，明确有机质提升的关键技术，对确保国家粮食安全和生态安全具有十分重要的战略意义。

▲ 我国农田土壤肥力长期试验网络

土壤有机质演变是一个缓慢而复杂的生物地球化学过程，长期定位试验是揭示其变化规律最有效的途径。

徐明岗研究员率领团队长期从事农业长期试验网络研究工作，在我国东北、华北、西北、西南、华中、华东、华南等不同农业生态类型区，建立30年以上的农田长期试验站点50多个，开展不同施肥、轮作和耕作条件下土壤肥力及生产力演变规律研究，积累了不同农田管理措施下土壤物理、化学、生物学性质演变，以及作物产量变化和气候变化等大量的、系统的数据，特别是不同施肥条件下土壤固碳速率与驱动因素、土壤有机碳组分及其稳定性变化、土壤矿化及其温度敏感性等数据资料，形成了比较完善、系统的农田土壤有机质提升理论、技术与研究方法，并组织撰写了专著《》。

张福锁

中国工程院院士

2022 年10 月26 日

《》是这些长期试验网数据资料的系统总结和最新成果之一。本书是集体智慧的结晶，参加本书工作的土壤肥料长期试验相关人员近300人，团队在系统总结500 多篇相关论文及各试验基地长期观测结果的基础上，经提炼并反复修改形成。

《》系统阐明了不同施肥条件下土壤总有机碳及其组分变化与稳定性，农田外源有机物料碳的转化特征、利用效率及其影响因素，农田土壤有机质演变与气候变化、模型模拟，农田土壤有机质的增产协同效应及其潜力等，并通过我国20个典型案例介绍了农田生态系统不同施肥条件下土壤有机质演变特征与提升技术，阐明农田土壤有机质提升与有机碳投入量、土壤性质与环境因素的关系，以及有机物料利用效率提升与管理技术等。全书图文并茂，深入浅出，具有较强的创新性、实用性和知识性。相信该书的出版将对我国农田有机质提升、农田固碳减排，以及国家粮食安全和生态安全起到积极的推动作用，为我国耕地质量保护和农业可持续发展做出重要贡献。

张佳宝

中国工程院院士

2022 年10 月28 日

▲ 长期不同施肥下红壤性水稻土耕层活性有机碳组分表征的碳库管理指数（2018 年）

本书出版之际，恰恰是国际社会十分关注土壤固碳减排与气候变化，我国提出碳达峰、碳中和目标之时。希望本书能对我国双碳目标的实现起到积极的促进作用。

本文摘编自《农田土壤有机质提升理论与实践》（徐明岗等著. 北京：科学出版社，2022.12）一书“前言”“序一”“序二”，有删减修改，标题为编者所加。

（土壤健康丛书）

ISBN 978-7-03-074169-1

责任编辑：王海光 刘 晶

本书以20 世纪80 年代以来我国农田土壤肥料长期试验网络为基础，首先论述了不同施肥条件下土壤有机质的演变过程和影响因素，包括长期不同施肥条件下土壤有机碳组分变化及稳定性、农田外源有机物料碳的利用效率及其影响因素、农田土壤有机质演变的模型模拟、农田土壤有机质提升的增产协同效应及其潜力、土壤有机质提升与气候变化的关系等。接着通过20 个典型案例介绍农田生态系统在不同施肥条件下土壤有机质的演变特征与提升技术。全书图文并茂，深入浅出，是作者团队30 多年研究成果的系统总结，融创新性、实用性和知识性为一体。本书可供土壤学、植物营养学、环境科学、生态学、农学相关专业的科技工作者和高校师生参考。

（本文编辑： 刘四旦）

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